Ichki va tashqi yarimo'tkazgich
E'tiborli tomoni shundaki, zamonaviy elektronika bir turdagi materialga, ya'ni yarimo'tkazgichlarga asoslangan. Yarimo'tkazgichlar - bu o'tkazgichlar va izolyatorlar o'rtasida oraliq o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan materiallar. Yarimo'tkazgichli materiallar 1940-yillarda yarimo'tkazgichli diodlar va tranzistorlar ixtiro qilinishidan oldin ham elektronikada ishlatilgan, ammo shundan keyin yarimo'tkazgichlar elektronika sohasida keng qo'llanilishini topdi. 1958 yilda Texaslik Jek Kilbi tomonidan integral mikrosxemalar ixtiro qilinishi elektronika sohasida yarimo'tkazgichlardan foydalanishni misli ko'rilmagan darajaga ko'tardi.
Tabiiyki, yarimo'tkazgichlar erkin zaryad tashuvchilar tufayli o'zlarining o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega. Bunday yarimo'tkazgich, tabiiy ravishda yarim o'tkazgich xususiyatlarini ko'rsatadigan material ichki yarimo'tkazgich sifatida tanilgan. Ilg'or elektron komponentlarni ishlab chiqish uchun yarimo'tkazgichlar materiallar yoki elementlarni qo'shish orqali katta o'tkazuvchanlik bilan ishlash uchun yaxshilandi, bu esa yarimo'tkazgich materialidagi zaryad tashuvchilar sonini oshiradi. Bunday yarimo'tkazgich tashqi yarimo'tkazgich sifatida tanilgan.
Ichki yarimo'tkazgichlar haqida batafsil
Har qanday materialning o'tkazuvchanligi termal qo'zg'alish natijasida o'tkazuvchanlik zonasiga chiqarilgan elektronlar bilan bog'liq. O'ziga xos yarim o'tkazgichlarda chiqarilgan elektronlar soni metallarga qaraganda nisbatan kamroq, lekin izolyatorlarga qaraganda ko'proq. Bu material orqali oqimning juda cheklangan o'tkazuvchanligiga imkon beradi. Materialning harorati oshirilganda, o'tkazuvchanlik zonasiga ko'proq elektronlar kiradi va shuning uchun yarim o'tkazgichning o'tkazuvchanligi ham ortadi. Yarimo'tkazgichda ikki turdagi zaryad tashuvchilar mavjud: valentlik zonasiga chiqarilgan elektronlar va bo'sh orbitallar, odatda teshiklar deb nomlanadi. Ichki yarimo'tkazgichdagi teshiklar va elektronlar soni tengdir. Har ikkala teshik va elektron oqim oqimiga hissa qo'shadi. Potensial farq qo‘llanilganda elektronlar yuqori potentsial tomon, teshiklar esa pastki potentsial tomon harakatlanadi.
Yarimo'tkazgich vazifasini bajaradigan ko'plab materiallar mavjud va ularning ba'zilari elementlar, ba'zilari esa birikmalardir. Kremniy va germaniy yarim o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega elementlar, galiy arsenid esa birikma. Odatda IV guruh elementlari hamda III va V guruh elementlaridan galliy arsenid, alyuminiy fosfidi va galiy nitridi kabi birikmalar oʻziga xos yarimoʻtkazgich xususiyatlarini koʻrsatadi.
Tashqi yarimo'tkazgichlar haqida batafsil
Turli elementlarni qo'shish orqali yarimo'tkazgich xususiyatlarini ko'proq oqim o'tkazish uchun yaxshilash mumkin. Qo'shish jarayoni doping deb ataladi, qo'shilgan material esa aralashmalar deb nomlanadi. Nopokliklar material ichidagi zaryad tashuvchilar sonini ko'paytiradi, bu esa yaxshi o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi. Taqdim etilgan tashuvchiga qarab, aralashmalar qabul qiluvchilar va donorlar sifatida tasniflanadi. Donorlar - bu panjara ichida bog'lanmagan elektronlarga ega bo'lgan materiallar va qabul qiluvchilar - panjarada teshik qoldiradigan materiallar. IV guruhli yarimo tkazgichlar uchun III guruh elementlari Bor, Alyuminiy qabul qiluvchi, V guruh elementlari fosfor va mishyak donor vazifasini bajaradi. II-V guruhli aralash yarimo‘tkazgichlar uchun selen, tellur donor, berilliy, rux va kadmiy esa qabul qiluvchi rolini bajaradi.
Agar nopoklik sifatida bir qancha qabul qiluvchi atomlar qoʻshilsa, teshiklar soni ortadi va materialda avvalgidan koʻra koʻproq musbat zaryad tashuvchilar boʻladi. Shuning uchun, qabul qiluvchi nopoklik bilan qo'shilgan yarim o'tkazgich musbat tip yoki P tipidagi yarimo'tkazgich deb ataladi. Xuddi shu tarzda, donor aralashmalari bilan qo'shilgan va materialni ko'proq elektron qoldiradigan yarimo'tkazgichlar salbiy turdagi yoki N-tipli yarimo'tkazgichlar deb ataladi.
Yarimo'tkazgichlar har xil turdagi diodlar, tranzistorlar va tegishli komponentlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Lazerlar, fotovoltaik hujayralar (Quyosh xujayralari) va fotodetektorlar ham yarimo‘tkazgichlardan foydalanadi.
Ichki va tashqi yarimo'tkazgichlar o'rtasidagi farq nima?
